一轮复习-光合作用与呼吸作用

ATP的主要来源——细胞呼吸ATP的主要来源——细胞呼吸生物如何获得“能量货币”——ATP动物和人等——呼吸作用绿色植物——呼吸作用和光合作用2.今天的气温远低于体温，而我们的体温正常情况为何能维持37.5℃？依靠什么？1.人体不断地吸进O2(去处？)，呼出CO2（来源？）呼吸作用是什么？烤火？细胞内+糖类+水CO2能量呼吸作用（本质）高等动物的呼吸现象和呼吸作用O2O2呼吸（现象）呼吸器官血液循环血液循环呼吸器官气体运输+CO2细胞呼吸的概念细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放能量并且生成ATP的过程。化学反应一、实验课题探究酵母菌细胞呼吸的方式（一）实验原理1、酵母菌是单细胞真菌属于兼性厌氧菌。有氧呼吸产生水和CO2无氧呼吸产生酒精和CO2。2、CO2的检测方法（1）CO2使澄清石灰水变浑浊（2）CO2使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄3、酒精的检测橙色的重酪酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应，变成灰绿色。（二）实验假设•酵母菌在有氧情况下进行有氧呼吸产生：CO2无氧情况下进行无氧呼吸，产生：CO2+酒精(三)实验用具（略）1、NaOH的作用是什么？2、酵母菌进行什么呼吸？3、澄清的石灰水有什么作用？4、如何说明CO2产生的多少？5、如何控制无氧的条件？(四)实验结果预测1、酵母菌在有氧和无氧情况下均产生了CO2，能使澄清石灰水变浑浊。2、酵母菌在有氧情况下，没有酒精生成，不能使重铬酸钾溶液发生显色反应；在无氧情况下，生成了酒精，使重铬酸钾溶液发生灰绿色显色反应。3、酵母菌的有氧呼吸比无氧呼吸释放的CO2要多(五)实验步骤1、配制酵母菌培养液（等量原则）置于A、B锥形瓶2、组装有氧呼吸和无氧呼吸装置图，放置在25-35℃、环境下培养8-9小时。3、检测CO2的产生4、检测酒精的产生（1）取2支试管编号（2）各取A、B锥形瓶酵母菌培养液的滤液2毫升注入试管（3）分别滴加0.5毫升重酪酸钾--浓硫酸溶液，轻轻震荡、混匀.Ａ试管密封，Ｂ试管不密封．(六)观测、记录条件澄清石灰水/出现的时间重铬酸钾--浓硫酸溶液有氧无氧变混浊／快无变化变混浊／慢出现灰绿色(七)实验结果酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞呼吸。有氧条件下，产生大量的CO2，无氧条件下,产生酒精+少量的CO2。细胞呼吸有氧呼吸无氧呼吸包括二细胞呼吸的方式（一）有氧呼吸ATP的主要来源——细胞呼吸有氧呼吸葡萄糖的初步分解C6H12O6酶丙酮酸(C3H4O3)+[H]+能量（少量）场所：细胞质基质①丙酮酸彻底分解酶CO2+[H]+能量（少量）场所：线粒体基质②丙酮酸[H]的氧化酶H2O+能量（大量）场所：线粒体内膜③[H]+O2+H2O1、过程、场所?1mol葡萄糖释放能量2870KJ，用生物观点解释“饥寒交迫”一部分以热能形式散失(约60%)1161KJ转移至ATP（合成36molATP）2、能量去向：3、总反应式：C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶4、概念：有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成许多ATP的过程。能力训练1、在下列三支试管中分别加入等量的水稻线粒体提取液，然后分别加入等量的下列物物质，将会有CO2产生的试管是（）123丙酮酸葡萄糖细胞质基质葡萄糖1和3（二）无氧呼吸1、过程、场所☆与有氧呼吸第一阶段相同葡萄糖的初步分解C6H12O6酶丙酮酸+[H]+能量（少量）场所：细胞质基质①②场所：细胞质基质丙酮酸不彻底分解丙酮酸2C3H6O3（乳酸）+能量（少量）2C2H5OH（酒精）+CO2+能量（少量）酶1mol葡萄糖分解为乳酸或酒精后，共放出196.65kJ的能量，用生物观点解释“高原反应”1、其中有61.08KJ的能量储存在ATP中，产生2molATP,2、其余的能量以热能的形式散失,3、未释放的能量储存在何处？2、能量去向：C6H12O6酶2C3H6O3（乳酸）+少量能量A.乳酸发酵例：高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官（马铃薯块茎、甜菜块根等）C6H12O62C2H5OH（酒精）+2CO2B.酒精发酵例：大多数植物、酵母菌,酶+少量能量3、反应方程式5、实例a.高等植物在水淹的情况下，可以进行短时间的无氧呼吸。产生酒精和二氧化碳.b.高等动物和人体在剧烈运动时，骨骼肌细胞内就会进行无氧呼吸。肌肉酸胀是由于产生了乳酸.c.酵母菌在缺氧的条件下，可以将有机物分解成酒精和二氧化碳。4、概念无氧呼吸是指细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为不彻底的氧化产物，同时释放出少量能量的过程。类型项目有氧呼吸无氧呼吸区别场所条件产物释能联系细胞质基质和线粒体细胞质基质需氧、酶等不需氧、需酶二氧化碳和水酒精+二氧化碳或乳酸较多较少①两者第一阶段相同②都分解有机物、释放能量有氧呼吸与无氧呼吸的比较O2吸收量=0只进行无氧呼吸O2吸收量=CO2释放量只进行有氧呼吸O2吸收量＜CO2释放量既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸呼吸类型的判断CO2释放总量51015202530氧气浓度（%）CO2的释放速率无氧呼吸有氧呼吸例题：下图表示某种植物的非绿色器官在不同氧浓度下O2吸收量和CO2释放量的变化。请据下图回答下列问题：(1)外界氧浓度在10％以下时，该器官的呼吸作用方式是________________。(2)该器官的CO2释放与O2的吸收两条曲线在P点相交后则重合为一条线，此时该器官的呼吸作用方式是____________，进行此种呼吸方式所用的底物是____________。(3)当外界氧浓度为4～5％时，该器官CO2释放量的相对值为0.6，而O2吸收量的相对值为0.4。此时，无氧呼吸消耗葡萄糖的相对值约相当于有氧呼吸的____倍。有氧呼吸和无氧呼吸有氧呼吸葡萄糖1.5关于呼吸作用的计算①消耗等量的Glu时，无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO2的比例为：②产生相同量的CO2，用于无氧呼吸和有氧呼吸的Glu比例为：CC6HH12OO6酶2C2C2HH5OHOH（（酒精）酒精）+2CO+2CO2++能量CC6HH12OO6酶CC6HH12OO6酶酶2C2C2HH5OHOH（（酒精）酒精）+2CO+2CO2++能量CC66HH1212OO66+6H+6H22O+6OO+6O226CO6CO22+12H+12H22O+O+能量酶CC66HH1212OO66+6H+6H22O+6OO+6O226CO6CO22+12H+12H22O+O+能量酶①消耗等量的Glu时，无氧呼吸与有氧呼吸产生的ATP的比例为：②产生相同量的ATP，用于无氧呼吸和有氧呼吸的Glu比例为：1：33：11：1919：1图A图B图C图D干燥土壤90.8kg小柳树2.3kg只用雨水浇灌五年后柳树长大土壤烘干后称重实验前实验后变化土壤干重90.8kg90.7kg-0.1kg柳树2.3kg76.7kg+74.4kg海尔蒙特实验植物生长所需的原料来自于水×普里斯特利实验绿色植物可以更新空气结论：萨克斯实验（置于暗处48小时）思考：目的是什么？一半遮光一半曝光使叶子里的淀粉消耗完，避免影响实验的准确性酒精溶液这个过程叫脱色，这样做的目的是？为什么要用酒精？使叶子中的叶绿素溶解，避免遮挡反应的颜色。叶绿素只溶解在有机溶剂中，如酒精，丙酮等。验证：遮光曝光分别用碘蒸汽处理叶片，发现遮光的没有变成蓝色，曝光的则呈现深蓝色。光合作用需要光，光合作用能产生淀粉。结论：水分是植物建造自身的原料。17世纪海尔蒙特栽培的柳树实验结论：植物可以更新空气1880年（美国）恩格尔曼实验分析：这一巧妙的实验说明了什么？好氧型细菌水绵1880年，恩格尔曼(C.Engelmann)的实验：极细的光束1.恩格尔曼实验的结论是什么?2.为什么甲组要放在没有空气的黑暗环境中?甲组乙组无空气、黑暗无空气、有光O2是由叶绿体释放的3、叶绿体的功能3．对比试验：先用极细光束照射水绵，而后又让水绵完全曝露在光下。•先选极细光束，叶绿体上可分为光照多和光照少的部位，相当于一组对比实验；用好氧细菌检测，能准确判断水绵细胞中释放氧的部位。而后用完全曝光的水绵与之做对照，从而再一次证明实验结果完全是光照引起的，并且氧是由叶绿体释放出来的。1．实验材料选用：水绵和好氧性细菌。因为水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察，用好氧性细菌可确定释放氧气的部位。2．环境：选用黑暗并且没有空气的。排除了氧气和光的干扰。该实验的巧妙之处：第一组光合作用产生的O2来自于H2O。H2180C02H20C18O2第二组180202美国鲁宾和卡门实验（同位素标记法）光合作用产生的有机物又是怎样合成的？美国卡尔文用14C标记14CO2，供小球藻进行光合作用，探明了CO2中的C的去向，称为卡尔文循环。14CO214C314CH2O产物:淀粉条件:光光合作用发现小结：1771年，英国普利斯特利原料:水1880年，美国恩格尔曼20世纪30年代，美国鲁宾与卡门1864年，德国萨克斯1664年，比利时海尔蒙特原料和产物:更新空气(二氧化碳和氧气)产物氧来自于水。场所:叶绿体条件:光实验方法：同位素标记法实验原则：对照原则单一变量原则回眸光合作用的的探究历程CO2+H2O光能C6H12O6+O2叶绿体反应物产物条件场所植物如何获取太阳能？一、捕获光能的色素和结构有些植物的“白化苗”为什么会很快死亡？类胡萝卜素叶绿素胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b(占1/4)(占3/4)1、捕获光能的色素实验绿叶中色素的提取和分离实验原理：提取(无水乙醇)、分离(层析液)目的要求：绿叶中色素的提取和分离及色素的种类材料用具：新鲜的绿叶、定性滤纸等、无水乙醇等方法步骤：1.提取绿叶中的色素2.制备滤纸条3.画滤液细线4.分离绿叶中的色素5.观察和记录方法与步骤：称取5g左右的鲜叶，剪碎，放入研钵中。加少许的二氧化硅（充分研磨）和碳酸钙(防止研磨中色素被破坏)与10ml无水乙醇。在研钵中快速研磨。将研磨液进行过滤。•我们学习过叶绿体是通过里面的色素吸收光能的，是否所有的光都能吸收呢？还有，叶绿体的色素成分又是怎样的呢？讨论：1.滤纸条上色带的数目、排序、宽窄？2.滤纸条上的滤液细线，为什么不能触及层析液？叶绿体中的色素提取液四种色素对光的吸收叶绿素主要吸收___________类胡萝卜素主要吸收________蓝紫光蓝紫光、红光1、春夏叶片为什么是绿色？而秋天树叶为什么会变黄？2、P97问题探讨？2、叶绿体的结构外膜内膜基粒基质类囊体色素：类囊体的薄膜上类囊体的薄膜上叶绿体基质中酶：叶绿体和线粒体：都是双层膜都有基粒和酶都有增大膜面积的结构都有少量的DNA和RNA都与能量转换有关都是半自主复制细胞器1、叶绿体是进行光合作用的场所2、它内部的巨大膜表面上分布了许多捕获光能的色素还有许多进行光合作用的酶光合作用过程光反应暗反应划分依据:反应过程是否需要光光反应在白天可以进行吗？夜间呢？暗反应在白天可以进行吗？夜间呢？有光才能反应有光、无光都能反应H2O类囊体膜酶Pi＋ADPATP光反应光、色素、酶叶绿体内的类囊体薄膜上水的光解：H2O[H]+O2光能（还原剂）ATP的合成：ADP＋Pi＋能量（光能）ATP酶光能活跃的化学能贮存在ATP中[H]场所：条件：能量变化物质变化进入叶绿体基质，参与暗反应供暗反应使用CO2五碳化合物C5CO2的固定三碳化合物2C3C3的还原叶绿体基质多种酶H2O类囊体膜酶Pi＋ADPATP[H]糖类卡尔文循环暗反应阶段CO2的固定：CO2＋C52C3酶C3的还原：ATP[H]、ADP+Pi叶绿体的基质中ATP中活跃的化学能转变为糖类等有机物中稳定的化学能2C3(CH2O)酶糖类[H]、ATP、酶场所：条件：能量变化物质变化CO2五碳化合物C5CO2的固定三碳化合物2C3叶绿体基质多种酶糖类ATP[H][H]光合作用的全过程叶绿体中的色素供氢还原多种酶参加催化（CH2O）ADP+Pi酶ATP2C3C5固定CO2H2OO2水在光下分解[H]光反应过程暗反应过程